Gravitoelectromagnetismo
El gravitoelectromagnetismo , abreviado GEM , se refiere a un conjunto de analogías formales entre las ecuaciones del electromagnetismo y la gravitación relativista ; específicamente: entre las ecuaciones de campo de Maxwell y una aproximación, válida bajo ciertas condiciones, a las ecuaciones de campo de Einstein para la relatividad general . Gravitomagnetismo es un término ampliamente utilizado que se refiere específicamente a los efectos cinéticos de la gravedad, en analogía a los efectos magnéticos de la carga eléctrica en movimiento. [1]La versión más común de GEM es válida solo lejos de fuentes aisladas y para partículas de prueba que se mueven lentamente .
La analogía y las ecuaciones que difieren solo por algunos factores pequeños fueron publicadas por primera vez en 1893, antes de la relatividad general, por Oliver Heaviside como una teoría separada que expande la ley de Newton. [2] [se necesita una mejor fuente ]
Esta reformulación aproximada de la gravitación como la describe la relatividad general en el límite del campo débil hace que un campo aparente aparezca en un marco de referencia diferente al de un cuerpo inercial que se mueve libremente. Este campo aparente puede ser descrito por dos componentes que actúan respectivamente como los campos eléctrico y magnético del electromagnetismo, y por analogía estos se denominan campos gravitoeléctrico y gravitomagnético , ya que estos surgen de la misma forma alrededor de una masa que una carga eléctrica en movimiento es la fuente de campos eléctricos y magnéticos. La principal consecuencia del gravitomagnéticocampo, o aceleración dependiente de la velocidad, es que un objeto en movimiento cerca de un objeto giratorio masivo experimentará una aceleración no predicha por un campo de gravedad puramente newtoniano (gravitoeléctrico). Las predicciones más sutiles, como la rotación inducida de un objeto que cae y la precesión de un objeto que gira, se encuentran entre las últimas predicciones básicas de la relatividad general que se probarán directamente.
Las validaciones indirectas de los efectos gravitomagnéticos se han derivado de análisis de chorros relativistas . Roger Penrose había propuesto un mecanismo que se basa en efectos relacionados con el arrastre del cuadro para extraer energía e impulso de los agujeros negros en rotación . [3] Reva Kay Williams , de la Universidad de Florida, desarrolló una prueba rigurosa que validó el mecanismo de Penrose . [4] Su modelo mostró cómo el efecto Lense-Thirring podría explicar las altas energías y luminosidades observadas de los cuásares y núcleos galácticos activos.; los chorros colimados alrededor de su eje polar; y los chorros asimétricos (relativos al plano orbital). [5] [6] Todas esas propiedades observadas podrían explicarse en términos de efectos gravitomagnéticos. [7] La aplicación de Williams del mecanismo de Penrose puede aplicarse a agujeros negros de cualquier tamaño. [8] Los chorros relativistas pueden servir como la forma más grande y brillante de validación del gravitomagnetismo.
Un grupo de la Universidad de Stanford está analizando datos de la primera prueba directa de GEM, el experimento del satélite Gravity Probe B , para ver si son consistentes con el gravitomagnetismo. [9] La Operación de alcance láser lunar del Observatorio Apache Point también planea observar los efectos del gravitomagnetismo. [ cita requerida ]
Mecánica de fluidos: arrastre de fluido rotacionalde una esfera sólida sumergida en fluido, direcciones y sentidos de rotación análogos como magnetismo, interacción análoga al arrastre del marco para la interacción gravitomagnética.
